Geum.ru

Лекції 1 Характеристика антропогенних факторів впливу на довкілля

Вид материалаДокументы
До речовин, що впливають на репродуктивну функцію
Антибіотики, антибіотико-вмісні препарати.
Кормові дріжджі.
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8
Хімічне забруднення середовища.

Навіть незначне збільшення в навколишньому середовищі шкід­ливих речовин може призвести до важких порушень діяльності живих організми.

Шкідливі речовини — це речовини, які при контакті з організмом людини, у випадку порушення вимог безпеки, можуть викликати вироб­ничі травми, професійні захворювання або відхилення в стані здоров'я, які виявляються сучасними методами як у процесі роботи, так і у відда­лений термін життя теперішнього і наступних поколінь.

Шкідливі речовини можуть проникати в організм людини через органи дихання, шлунково-кишковий тракт, а також шкіру і слизові оболонки. Інгаляційний шлях надходження є найбільш небезпечним, так як величезна поверхня легеневих альвеол, які посилено омиваються кров'ю, дозволяє отрутам швидко і майже безперешкодно проникнути до найважливіших життєвих центрів.

До важливих характеристик забруднюючих речовин відноситься поняття токсичності.

Токсичність — це здатність речовин викликати порушення фізі­ологічних функцій організму, що в свою чергу приводить до захворю­вань (інтоксикацій, отруєнь) або, у важких випадках до смерті. Фактич­но токсичність — міра несумісності речовини з життям. Ступінь токсич­ності прийнято характеризувати величиною токсичної дози — кількіс­тю речовини (віднесеною, як правило, до одиниці маси тварини або лю­дини), яка викликає токсичний ефект. Чим меншою є токсична доза, тим вища токсичність. Розрізняють середньосмертельні (ЛД5о), абсолютно смертельні (ЛДіоо), мінімально смертельні (ЛДо-ш) дози. Цифри в індексі відображають імовірність (%) появи певного токсичного ефекту — в даному випадку, смерті, в групі піддослідних тварин. Слід мати на увазі, що величини токсичних доз залежать від шляхів попадання речовини в організм.

Отруєння можуть бути гострими і хронічними. Гострі отруєння виникають швидко при наявності високих концентрацій шкідливих газів і парів. Ці отруєння зустрічаються зараз дуже рідко, в основному в ава­рійних ситуаціях. Хронічні отруєння розвиваються повільно в результаті нагромадження в організмі токсичних речовин (матеріальна кумуляція) чи підсумовування функціональних змін, викликаних дією таких речо­вин (функціональна кумуляція).

У санітарно-гігієнічній практиці прийнято розділяти шкідливі ре­човини на хімічні речовини і виробничий пил.

Дія шкідливих хімічних речовин на організм людини обумовлена їхніми фізико-хімічними властивостями. Ступінь отруйності речовини характеризують наступні фактори: хімічна структура, властивості і фізи­чний стан речовини (леткість, розчинність, дисперсність, агрегатний стан), концентрація речовини, термін впливу і температура, комбінована дія отрут. В гомологічному ряду насичених вуглеводнів сила наркотич­ного впливу зростає із збільшенням числа атомів вуглецю в молекулі Сполуки з розгалуженим ланцюгом діють слабше, ніж нормальні ізоме­ри; циклічні сполуки, як правило більш токсичні, чим насичені. Спосте­рігається зростання токсичності хімічних елементів із підвищенням атомної маси і валентності. Чим вищою є розчинність отрут у воді і рідинах, тим токсичність їх є вищою. З підвищенням дисперсності збільшується токсичність речовини. Найбільш небезпечні отрути, що зна­ходяться в паро- і газоподібному стані.

Група хімічних небезпечних і шкідливих речовин по характеру впливу на організм людини підрозділяється на наступні підгрупи:
  • загальнотоксичні;
  • подразнюючі;
  • сенсибілізуючі;
  • канцерогенні;
  • мутагенні;
  • такі що впливають на репродуктивну функцію.

Більшість промислових шкідливих речовин володіє загальнотоксичною дією. До їх числа можна віднести ароматичні вуглеводні і їх амідо- і нітропохідні (бензол, толуол, ксилол, нітробензол, анілін і ін.). Великою токсичністю володіють ртутьорганічні сполуки, тетраетилсви-нець, фосфорорганічні речовини, хлоровані вуглеводні (тетрахлорид вуглецю, дихлоретан і ін.).

Подразнюючою дією володіють кислоти, луги, а також хлор-, фтор-, сірко- і азотовмісні сполуки (фосген, аміак, оксиди сірки й азоту, сірководень і ін.). Усі ці речовини поєднує те, що при контакті з біологі­чними тканинами вони викликають запальну реакцію, причому в першу чергу страждають органи дихання, шкіра і слизові оболонки очей.

До сенсибілізуючих відносяться речовини, які після відносно не­тривалої дії на організм викликають у ньому підвищену чутливість до цієї речовини. При наступному навіть короткочасному контакті з цією речовиною в людини виникають бурхливі реакції, що найчастіше приво­дять до змін шкіри, астматичних явищ, захворювань крові. Такими речо­винами є деякі сполуки ртуті, платини, альдегіди (формальдегід) і ін.

Канцерогенні (бластомогенні) речовини, потрапляючи в організм людини, викликають розвиток злоякісних пухлин. В даний час існують дані про канцеронебезпечність для людини порівняно невеликої групи хімічних сполук, що зустрічаються у виробничих умовах. До їхнього числа насамперед відносять поліциклічні ароматичні вуглеводні, що можуть входити до складу сирої нафти, але в основному утворюються при термічній (вище 350 °С) переробці паливних копалин (кам'яного вУгілля, деревини, нафти, сланців) чи при неповному їх згоранні.

Отрути, що володіють мутагенною активністю, впливають на генетичний апарат зародкових і соматичних клітин організму. Мутації в с°Матичних клітинах приводять до їхньої загибелі або до функціональ-*°1 змін. Це може викликати зниження загальної опірності організму, Райнє старіння, а в деяких випадках важкі захворювання. Вплив мута-Нних речовин може позначитися на потомстві (не завжди першого, а, можливо, другого і третього поколінь). Мутаційною активністю володі­ють, наприклад, етиленамін, уретан, органічні перекиси, іприт, оксид етилену, формальдегід, гідроксиламін.

До речовин, що впливають на репродуктивну функцію (функ­цію відтворення потомства), відносять бензол і його похідні, сірковуг­лець, хлоропрен, свинець, сурму, марганець, отрутохімікати, нікотин, етиленамін, сполуки ртуті.

Існують і інші різновиди класифікацій шкідливих речовин, на­приклад, по переважній дії на певні органи чи системи організму люди­ни, по основному шкідливому впливу (задушливі, подразнюючі, нервові (нейротропні), кров'яні отрути, печінкові і т.д.), по взаємодії з фермент­ними системами, по величині середньосмертельної дози й ін.

По ступеню впливу на організм людини всі шкідливі речовини підрозділяються на чотири класи небезпеки:
  1. — речовини надзвичайно небезпечні (3,4-бенз(а)пірен, ртуть, свинець, озон, фосген і ін.);
  2. — речовини високонебезпечні (оксиди азоту, бензол, йод, марганець, мідь, сірководень, їдкі луги, хлор і ін.);
  3. — речовини помірковано небезпечні (ацетон, ксилол, сірчистий ангідрид, метиловий спирт і ін.);
  4. — речовини малонебезпечні (аміак, бензин, скипидар, етиловий спирт, оксид вуглецю й ін.).

Клас небезпеки — градація хімічних речовин по ступені можли­вого негативного впливу на ґрунт, рослини, тварини і людину.

Клас небезпеки речовини встановлюють у залежності від гранич­но допустимої концентрації (ГДК) у повітрі робочої зони (мг/м3), серед­ньої смертельної дози при введенні в шлунок (мг/кг), середньої смерте­льної концентрації в повітрі (мг/м3), коефіцієнту можливості інгаляцій­ного отруєння (КМІО), зони гострої дії, зони хронічної дії.

При оцінці класу небезпеки визначальним є той показник, що ви­являє найбільший ступінь небезпеки в конкретних умовах (додаток Клас небезпеки шкідливих речовин (ГОСТ 12.1.007-76)).

Примітка:

Середня смертельна доза при введенні в шлунок — доза речови­ни, яка викликає загибель 50% тварин при однократному введенні в шлу­нок.

Середня смертельна доза при нанесенні на шкіру — доза речо­вини, яка викликає загибель 50% тварин при однократному нанесенні на шкіру.

Середня смертельна концентрація в повітрі — концентрація речовини, яка викликає загибель 50% тварин при двох-чотирьох годин­ному інгаляційному впливі.

Коефіцієнт можливості інгаляційного отруєння — відношення концентрації, яка максимально досягається в повітрі при 20°С, до сере­дньої смертельної концентрації речовини для мишей.

Зона гострої дії — відношення середньої смертельної концентра­ці шкідливої речовини до мінімальної (порогової) концентрації, яка викликає зміну біологічних показників на рівні цілісного організму, що ви­ходять ш межі пристосувальних фізіологічних реакцій.

Зона хронічної дії — відношення мінімальної (порогової) концен­трації, яка викликає зміну біологічних показників на рівні цілісного орга­нізму, що виходять за межі пристосувальних фізіологічних реакцій, до мінімальної (порогової) концентрації, яка викликає шкідливу дію в хроні­чному експерименті впродовж; не менше чотирьох місяців.

Біологічне забруднення.

Біологічне забруднення пов'язане із наявністю несприятливого біологічного фактору. Під поняттям несприятливий біологічний фактор Розуміють несприятливий вплив біологічно активної речовини на нор­мальну мікрофлору макроорганізму і забруднення повітряного середо-вица мікроорганізмами.

Антибіотики, антибіотико-вмісні препарати. Проблема „антибіотик-людина" розглядається у двох аспектах:

По-перше, антибіотики, які володіють здатністю пригнічувати роз множення або вбивати мікроорганізми, виявляють ту чи іншу дію на лю­дину, наслідком якої може виникати пряма токсична і алергічна реакції.

По-друге, існує зв'язок: антибіотик — мікроорганізм — людина. Наслідком цього може бути надмірне розмноження окремих представ­ників мікрофлори людини, що приводить до порушення нормального біоценозу.

В людському організмі найбільш небезпечним наслідком такого екологічного зсуву може бути ендогенна суїіерінфекція.

Кормові дріжджі. Одним із ефективних шляхів забезпечення тваринництва кормовим білком є виробництво кормових дріжджів і нехарчових видів сировини, яке базується на методі мікробіологічного синтезу. Мікробне забруднення зумовлене кормовими дріжджами може бути природним подразником імунної системи людини. Принцип нега­тивного впливу мікробного забруднення в даному випадку аналогічний до дії антибіотиків. Види алергічної реакції, яка може виникати наступ­ні: утворення циркулюючих гуморальних антитіл (анафілактичний шок, бронхіальна астма); реакції кліткового імунітету (різного виду дерматити).

Мікробні препарати для захисту рослин. Біологічний метод за­хисту рослин базується на зараженні популяції шкідників хвороботвор­ними для них мікроорганізмами. При цьому використовуються мікроор­ганізми, які не є збудниками захворювань людини і тварин. Мікробіоло­гічні препарати, що використовуються для біологічного захисту мають в природних умовах своїх антагоністів, які забезпечують впродовж одного вегетаційного періоду звільнення природних об'єктів від внесених засо­бів і як наслідок не створюють загрози мікробного забруднення.

Лекція 7

Джерела забруднення навколишнього середовища

Джерела забруднення атмосфери. Атмосферне повітря є одним з основних природних ресурсів, без якого людина може прожити лише кілька хвилин. В організмі людини немає органів, які б забезпечували запас кисню хоч на невеликий проміжок часу, тому її організм змуше­ний постійно і безперервно споживати свіже повітря для підтримання процесів життєдіяльності. Зміна хімічних і фізичних властивостей повіт­ря може порушувати гомеостаз її організму, спричинюючи небажані негативні відхилення в здоров'ї.

Основними джерелами забруднення атмосфери є природні, про­мислові і побутові процеси. їх об'єднують у такі групи:

• забруднювачі природного походження (мінеральні, рослинні, тваринні, мікробіологічні);
  • забруднювачі, які утворюються при згоранні палива для потреб промисловості, опалення житлових будинків, при роботі всіх видів транспорту;
  • забруднювачі, які утворюються в результаті промислових викидів;
  • забруднювачі, зумовлені згоранням і переробкою побутових промислових відходів.

Найбільш поширені джерела забруднення атмосфери наведені в додатках.

Основна маса забруднень повітря припадає на спалювання орга­нічних енергоносіїв (вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, деревини), у містах до 60% викидів в атмосферу дає автотранспорт. Забруднення по­вітря стало великою соціальною і економічною проблемою для багатьох розвинених країн, особливо для великих міст, промислових агломератів.

Викиди характеризуються кількістю забруднюючих речовин, їх хімічним складом, концентрацією, агрегатним станом.

Промислові викиди в атмосферу також поділяють:
  • за організацією відведення й контролю — на організовані і не організовані;
  • за температурою викидних газів — нагріті, температура яких вища від температури атмосферного повітря, та холодні;
  • за локалізацією — в основному, допоміжному та підсобному виробництвах;
  • за ознаками очищення — викиди без очищення (організовані і неорганізовані) та після очищення (організовані).

За агрегатним станом викиди поділяються на 4 класи: І — газопо­дібні та пароподібні, ІІ — рідкі; III — тверді; IV — змішані.

За величиною маси викиди об'єднані в 6 груп, т/ добу:

1 група — маса менше 0,01 включно;

2 група— від 0,01 до 0,1;

3 група — від 0,1 до 1;

4 група — від 1 до 10;
  1. група — від 10 до 100;
  2. група — понад 100.

Промислові викиди в атмосферу поділяють на первинні й вторин­ні. Первинні — це викиди, що надходять в атмосферу безпосередньо від джерела, вторинні є продуктами первинних, але можуть бути токсичні-шими й небезпечнішими, ніж первинні (наприклад, перетворення деяких речовин у результаті фотохімічного окислення).

Усі джерела забруднення атмосферного повітря промисловими викидами можна класифікувати за такими ознаками:
  1. за призначенням: технологічні, що складаються з хвостових газів після вловлювання на установках, продування апаратів та повітряних витяжок; вентиляційні викиди — місцеві відсмоктування від обладнання та загальнообмінна витяжка;
  2. за місцем розташування: незатінені, або високі, що знаходяться в зоні недеформованого вітрового потоку (високі труби і точкові джерела, що видаляють забруднення на висоту, більшу від висоти будівлі в 2,5 рази); затінені, або низькі, розташовані на висоті, меншій у 2,5 рази від висоти будівлі; наземні, розміщені близько до земної поверхні (відкрито розташоване обладнання, каналізаційні колодязі, пролиті токсичні речовини і скиди відходів виробництва);
  3. за геометричною формою: точкові (труби, шахти, дахові вентилятори), лінійні (аераційні ліхтарі, відкриті вікна, близько розташовані витяжні шахти й факели);

4) за режимом роботи: безперервні і періодичної дії, залпові та миттєві. Залпові викиди можливі під час аварій, спалювання швидкогорючих відходів виробництва на спеціальних площадках знищення. Миттєві викиди забруднення викидаються впродовж часток секунди інколи на значну висоту. Вони трапляються під час підривних робіт і аварій;

5) за місцем розташування: внутрішньоплощеві, коли викинуті в атмосферне повітря забруднення залишаються у високій концентрації на території промислової зони, тоді як у житлових районах забруднень не спостерігається; позаплощеві, коли вони можуть спричинювати значні забруднення повітря на території житлового району.

Викиди підлягають періодичній інвентаризації, під котрою слід розуміти систематизацію відомостей про розподіл джерел викидів на території об'єкта, їх кількість та склад.

Метою інвентаризації є: визначення викидів шкідливих речовин, що надходять в атмосферу від об'єктів; оцінка впливу викидів на навко­лишнє середовище, встановлення ГДВ або ТПВ; вироблення рекомендацій з організації контролю викидів; оцінка стану очисного обладнання та екологічності технологій і виробничого обладнання, планування черго­вості природоохоронних заходів.

Шкідливі речовини, що потрапляють в атмосферу від промисло­вих та транспортних підприємств, енергетичних установок, транспорт­них засобів, розчиняються в повітрі та переносяться рухомими потоками повітря на великі віддалі. Розсіювання забруднень призводить до зни­ження концентрації шкідливих речовин у зонах їх викиду та до одночас­ного збільшення площ із забрудненим повітрям.

На характер поширення шкідливих речовин в атмосфері та на ве­личину зон забруднення впливають метеорологічні умови (горизонталь­ний та вертикальний рух мас повітря, його швидкість, температура, во­логість, дощ, сніг, наявність хмар).

Крім метеорологічних факторів, на розсіювання забруднень впли­ває рельєф місцевості, наявність лісів, водоймищ, гір тощо. На забрудне­ність міст та населених пунктів впливають їх планування та озеленення.

Джерела забруднення природних вод. З розвитком промисловос­ті річки й озера стали все більше забруднюватися викидами недостатньо очищених стічних вод, промисловими відходами і термічними водами гідроелектростанцій.

У більш пізній період забруднення річок і озер явно зросло вна­слідок зм івання добрив, пестицидів і гербіцидів з сільськогосподарсь­ких угідь а також кислотних дощів. Забруднення людиною, промисло­вими відходами, сільськогосподарськими добривами і пестицидами ста­ло реальною загрозою всій гідрографічній системі Землі та існуванню людини.

Згідно і класифікацією, запропонованою Л. Кульським, забруд­нювальні речовини за їх фазово-дисперсним станом і відношенням до дисперсійного середовища поділяють па чотири групи. Домішки перших двох іруп (крім високомолекулярних сполук) утворюють термодинаміч­ні нестійкі гетерогенні системи, а двох інших — термодинамічні рівно­важні оборотні гомогенні системи.

До першої групи належать не розчинні у воді зависі, а також бак­терії та планктон. Вони кінетично нестійкі і підтримуються у завислому стані динамічними силами водяного потоку. В стані спокою зависі осі­дають. Розмір їх часточок становить приблизно 10'3 м.

Друга група домішок поєднує гідрофільні й гідрофобні мінеральні та органо-мінеральні колоїдні часточки грунтів, недисоційовані і нероз­чинні форми високомолекулярних гумусових речовин, детергенти та інші речовини. До цієї групи належать також віруси і мікроорганізми, які за своїми розмірами близькі до колоїдних часточок. Розміри диспер­сних часточок знаходяться в межах 10"7- 10~9 м. Кінетична стійкість гід­рофобних домішок характеризується співвідношенням сил гравітаційно­го поля і броунівського руху. Агрегативна стійкість їх зумовлена елект­ростатичним станом міжфазної поверхні.

Третя група забруднювальних домішок включає молекулярно-розчинні сполуки розміром менш ніж 10~9 м. До неї відносять розчинені гази, органічні речовини біологічного походження та інші домішки, ідо можуть міститися в складі промислових і господарсько-побутових сто­ків. У водному середовищі можливий перебіг двох процесів: сполучення різнорідних молекул (гідратація) і сполучення однорідних молекул (асо­ціація). Молекулярно-розчинні речовини здатні за рахунок водневих зв'язків утворювати з водою неміцні сполуки, що існують лише в розчи­ні. Велике значення ці зв'язки мають також при асоціації молекул роз­чиненої речовини. Необхідною умовою їх виникнення є достатня поляр­ність валентних зв'язків водню у вихідних речовинах.

До четвертої групи забруднювальних домішок належать електро­літи — речовини з іонним або сильно полярним зв'язком, які під впли­вом полярних молекул води дисоціюють на іони. Кристалічні структури цих речовин руйнуються переважно в результаті процесу гідратації.

Для кожної групи домішок можна виділити деякі специфічні фі-зико-хімічні методи контролю їх вмісту. При цьому враховують розмір часточок, рухливість в електричному полі, взаємодію зі світловим ви­промінюванням, кінетичну нестійкість системи "вода — домішка" та інші особливості.

Основними джерелами забруднення і засмічення водойм є:
  • стічні води промислових та комунальних підприємств;
  • відходи від розробок рудних і нерудних копалин;
  • води рудників, шахт, нафтопромислів;
  • відходи деревини при заготівлі, обробці, сплаві лісових матеріалів (кора, тирса, тріска, колоди, хмиз та ін.);
  • викиди водного, залізничного та автомобільного транспорту;
  • первинна переробка льону, коноплі та інших технічних культур.

Сільське господарство — один з найбільших споживачів і одноча­сно забруднювачів природних вод внаслідок використання міндобрив. пестицидів та інших хімікатів, функціонування тваринницьких комплек­сів, зрощування земель.

Щорічно лише азотних добрив вноситься в грунт понад 50 млн. тонн. Повсюдно відбувається забруднення вод добривами і пестицида­ми, небезпечними своєю токсичністю. В багатьох сільських районах з інтенсивним застосуванням азотних добрив уже сьогодні в 50% колодя­зів вода містить нітрати; в переважній більшості випадків їх вміст сягає 100-1500. а подекуди — більше 2000 мг/л.

Дуже небезпечними є синтетичні миючі засоби, котрі потрапля­ють у водоймища, і навіть незначна їх кількість викликає неприємний смак і запах води та утворює піну і плівку на позерхні, що утруднює доступ кисню та призводить до загибелі водних організмів. До особли­вих видів забруднення належить також заростання водойм водоросіхми, особливо синьо-зеленими, гниття яких викликає захворювання і заги­бель риби.

Особливо небезпечними для здоров'я людини є забруднення при­родних вод побутовими стоками. Така забруднена вода містить (будники різноманітних інфекційних захворювань (паратиф, дизентерія, інфекцій­ний вірусний гепатит, туляремія та ін.). Підраховано, що на нашій пла­неті майже 500 млн. людей щорічно хворіє через користування забруд­неною водою.

Небезпечними джерелами забруднення вод є атмосферні опади, стоки з сільськогосподарських полів, ферм та інших об'єктів, міські й промислові стічні води та водний транспорт. Усі водні ресурси поділя­ють на підземні, поверхневі та атмосферні.